Uebung Anlegen einer neuen Personal Geodatabase · 1 GIS und Geodaten im Ökobüro Kurs 1: Geodaten und -Dienste im Ökobüro nutzen Institut für Freiraum und Landschaft Andreas

1 GIS und Geodaten im Ökobüro

Kurs 1: Geodaten und -Dienste im Ökobüro nutzen

Institut für Freiraum und Landschaft Andreas Lienhard

Übungsunterlagen Andreas Lienhard, v 10.11.2013




Inhalt

Übung 1: (GIS Browser) ........................................................................................................................... 3

Übung 2: (Geo-Admin und WMS) ............................................................................................................ 8

Übung 3: (WMS und Quantum GIS) ...................................................................................................... 12

Übung 4: (WMS GeoAdmin und OpenLayers in QGIS) .......................................................................... 17

Übung 5: (WFS in QGIS nutzen und Symbolisieren) .............................................................................. 19

Übung 6: (Eigene Geodaten in QGIS digitalisieren und darstellen) ...................................................... 20

Übung 7: (Kopien von Daten aus Geoservice WFS abändern) .............................................................. 26

Übung 8: (Konstruktion von Puffer in QGIS) ......................................................................................... 29

Übung 9: (Flächenveränderungsanalyse aus Vegationakartierungen mit QGIS) .................................. 33

Anhang 1 - Links: ................................................................................................................................... 41

Anhang 2 - GIS Weiterbildungen HSR .................................................................................................... 42




Übung 1: (GIS Browser)

Erstellen sie im GIS Browser eine Karte mit den Waldvegetationseinheiten, überlagert mit den Schutzverordnungen und dem Orthofoto als Hintergrund. Bringen sie mit der Redlining-Funktion Anmerkungen an und drucken sie daraus ein A3 - PDF mit definiertem Massstab:




Gehen sie dazu folgendermassen vor:

Im Browser maps.zh.ch aufrufen, nach Waldkarten filtern und die Vegetationskartierung auswählen. Anschliessend in den Hintergrundkarten das Luftbild ohne Massstabsbeschränkung auswählen:

In den Überlagerungskarten nach 'liwa' filtern und die Objekte Lichte Wälder auswählen und als zweite Überlagerungskarte die Schutzverordnungen auswählen:

Ziehen sie mit gedrückter Umschalttaste (Grosschrift) ein Zoomfenster in der Karte auf. Mit dem Maustastenrad kann auch gezoomt und mit linker Maustaste der Ausschnitt verschoben werden.




Zeigen sie die Kartenebenen an. Regeln sie die Sichtbarkeit der einzelnen Kartenebenen und die Transparenz der ganzen Karten so, dass sie die für sie wichtigen Informationen in guter Kombination sehen:

Bringen sie mit der Redliningfunktion Hinweise auf der Karte an:




Wählen sie die Printfunktion und stellen sie A3-Quer im Massstab 1:1'500 und bei Bedarf eine Ausschnittsdrehung ein und erstellen sie ein PDF mit 300 dpi:

(Wie das erstellte PDF im Browser angezeigt wird, unterschiedet sich je nach Browser. Normalerweise finden sie die PDF Datei in ihrem Download-Verzeichnis auf dem Computer)

Wichtig!!!:

Wenn sie das PDF ausdrucken und der Massstab auf dem Papier genau dem echten Abbildungsmassstab entsprechen soll, müssen sie im PDF-Viewer vor dem Ausdruck die Seitenanpassung deaktivieren:




Ein einfacher Klick in eine Fläche zeigt die Informationen (Attribute) zu allen an dieser Stelle überlagerten Elementen an. Bei den Schutzverordnungen lassen sich so über die Attribute auch die PDF's aller SVOs anzeigen:




Übung 2: (Geo-Admin und WMS)

Erstellen sie mit Hilfe von einem WMS-Geoservice vom GIS-Browser eine kombinierte Karte aus Bundesdaten und Kantonsdaten im Kartenportal von Swisstopo (map.geo.admin.ch). Zum Beispiel folgende Karte welche die Lärmbelastung von Strassen in kantonalen Naturschutzgebieten zeigt:

Wenn Sie ein Smartphone besitzen können sie die fertige Kartenzusammenstellungen auf ihrem Smartphone betrachten (Im Feld sogar mit ihrer genauen GPS-Lokalisierung eingeblendet):




Gehen sie folgendermassen vor:

Sie finden die Geoservices des Kantons Zürich über den Metadatenkatalog (Geolion)oder über eine GIS-Browserkarte und den Datenbeschreibungen in Geolion. Rufen sie im GIS Browser die Karte SVO auf, zeigen sie die Legendenbeschreibung an und öffnen sie die Datenbeschreibung in Geolion:

In Geolion zur SVO-Datenbeschreibung die Geoservices anzeigen und die Metadaten des WMS Dienstes aufrufen. Dort die OGC-WMS URL Adresse kopieren:

Rufen sie map.geo.admin.ch im Browser auf und wechseln sie dort zur neuen Version:




Rufen sie die Flachmoordaten des BAFU (Flachmoor und Flachmoore regional) auf über den Geodatenkatalog oder oft schneller über das Suchfeld:

Öffnen sie das Werkzeug zum Importieren von WMS-Diensten und fügen sie der Karte einige Layer aus dem Schutzverordnungs-WMS des Kantons Zürich hinzu:




Nun werden im Bundesportal auch Daten des Kantons Zürich angezeigt:

Ergänzen sie die Karte mit den Strassenlärmdaten und erzeugen sie einen Kurz-Link der aktuellen Kartenzusammenstellung, den sie z.B. per Email an ihr Smartphone übermitteln. Probieren sie den Link auf ihrem Smartphone aus:




Übung 3: (WMS und Quantum GIS)

Nutzen sie WMS Dienste vom GIS Browser (Adressen aus Geolion) um mit Übersichtsplan und Naturschutzdaten in Quantum GIS eine A1-Karte als PDF zu erzeugen:


Suchen sie die WMS Adressen in GeoLion von Übersichtsplan und von SVO

SVO: http://wms.zh.ch/FnsSVOZHWMS

UP: http://wms.zh.ch/upwms

Starten sie das Programm Quantum GIS




Richten sie eine neuen WMS-Serververbindung für den Übersichtsplan ein:

Wählen sie den Übersichtsplanlayer aus und wechseln sie das abgerufene Koordinatensystem auf CH1903/LV03. Fügen sie den Layer der Karte hinzu:




Analog können nun ausgewählte Layer des WMS der Schutzverordnungen zur Karte hinzugefügt werden:

Die Zeichnungsreihenfolge der Layer kann durch einfaches Verschieben in der Layerliste gesteuert werden. Rechte Maustaste und Menubefehl Eigenschaften erlaubt für jeden WMS-Layer eine Transparenz einzustellen:




Rufen sie über das Menu Projekt -> Neue Druckzusammenstellung auf und definieren sie für den zu

druckenden Plan einen Namen:

Erstellen sie ein A1 -Layout mit Karte und definiertem Massstab:




Aus der Druckzusammenstellung kann ein PDF exportiert werden, dass ich bei einem Plotdienst auch in Grossformat drucken lässt.

Schliessen sie die Druckzusammenstellung und speichern sie das QGIS Dokument.

Das QGIS Projekt wird als *.qgs Datei gespeichert. Das PDF ist ein fester, sich nicht mehr verändernder Plan, während das QGIS Projekt beim Öffnen die jeweils aktuellsten Daten aus den beteiligten Services von Bund und Kanton holt und anzeigt. Diese Kartendaten können sich also jederzeit ändern.




Übung 4: (WMS GeoAdmin und OpenLayers in QGIS)

Die A1 Karte aus Übung 3 mit Zürcher WMS soll nun mit Geodiensten des Bundes und OpenLayers ergänzt werden.

Adresse des WMS Dienstes von GeoAdmin:




Über das OpenLayer-Plugin kann der Karte auch z.B. das Luftbild von Google hinterlegt werden:

Achtung: Die OpenLayers sind für den Ausdruck nicht geeignet, weil sie bei höheren Druckauflösungen meist nicht mehr gelingt die unterschiedlichen Koordinatensysteme in den Druckzusammenstellungen sauber zu überlagern. Interessante Karten können auch mit anderen OpenLayers Hintergrundkarten entstehen: Z.B. OpenStreetmap (Mit dem Vorteil dass im OSM Projekt diese Karte durch jeden Benutzer selber mitgestaltet und komplettiert/verbessert werden kann), oder der Wasserfarbenstil zu den OSM Kartendaten von Stamen:




Übung 5: (WFS in QGIS nutzen und Symbolisieren)

Erstellen sie eine Karte in QGIS mit Hilfe von WFS-Services des GIS ZH und symbolisieren sie die Daten nach eigenen Vorstellungen.


(Hinweis: Zürcher WFS-Adressen finden sie wie die WMS Adressen über Geolion -> OpenData)




Übung 6: (Eigene Geodaten in QGIS digitalisieren und darstellen)

Erstellen sie eine Shape Datei als neuer Flächen Layer in den sie selber Flächen unterschiedlichen Typs digitalisieren können:

Gehen sie folgenermassen vor:

Erstellen sie ein neues Datenverzeichnis in dem sie ihre Geodaten speichern wollen. Dazu einfach einen neuen Windows Ordner z.B. auf dem Desktop anlegen. Wählen sie anschliessend das Werkzeug für 'Shapedatei-Layer anlegen' in QGIS aus:

Erstellen sie ein Shape vom Typ Polygon. Ganz wichtig ist dem Shape das richtige Koordinatensystem (KBS) zuzuordnen. Für Daten im Kanton Zürich immer CH1903/LV03 definieren!

Speichern sie das Shape als 'MeineFlaechen' im angelegten Geodatenordner.




Sie haben nun einen neuen Layer in ihrer Karte in den Sie neue Flächen digitalisieren können:

Aktivieren sie dazu den Layer und von der Digitalisierungstool-Liste den Editieren -Button:

Zeichnen sie mit dem 'Neues Polygon'- Werkzeug und der linken Maustaste eine neue Fläche. Ist die Fläche fertig gezeichnet klicken sie mit der rechten Maustaste um die Attribute der Fläche auszufüllen:




Aktivieren Sie via Menu unter Einstellungen -> Fangoptionen das Snapping für 'MeineFlaechen' mit einer Toleranz von z.B. 10 m:

Zeichen sie anschliessend ein zweites neues Polygon angrenzend an das Erste:

Schalten sie den Bearbeitungsstatus aus und speichern sie die Änderungen an ihrem Shapefile:

Blicken sie in den Geodatenordner: Sie sehen dass zu einem Shape immer eine Reihe von identisch benannten Dateien mit unterschiedlichen Dateiextensions gehören. Wenn sie Geodaten weitergeben müssen immer zwingend alle Dateien zusammen weitergegeben werden!




Rufen Sie mit rechter Maustaste den Eigenschaftendialog für den Layer 'MeineFlaechen' auf:

Definieren Sie einen Stil mit kategorisierter Legende über das Attribut Flächentyp. (Der Button Klassifizieren schlägt für jeden Wert in der Tabelle ein Symbol vor. Doppelklick auf das Symbol öffnet die Symbolauswahl, wo sie z.B. eigene Füll- und Umrissfarben pro Flächentyp definieren können:

Öffnen sie mit einem Rechtsklick die Attributtabelle. Sie sehen, dass ihre Flächen noch kein Attribut für die die Flächengrösse anzeigen:




Schliessen sie die Attributtabelle wieder und wählen sie im Menu Vektor -> Geometriewerkzeuge -> Geometriespalten exportieren/hinzufügen:

Öffnen sie die Attributtabelle erneut und sie sehen die angefügte Flächengrösse und Umrisslänge:




Wählen sie erneut die Layereigenschaften aus, und stellen sie unter Beschriftung ein, dass die Flächengrösse im Plan auf 1 Kommastelle gerundet angezeigt werden soll:




Übung 7: (Kopien von Daten aus Geoservice WFS abändern)

Verändern sie Daten aus einem WFS zu einer neuen Version, so dass das Datenmodell dem Service entspricht und durch den Kanton als Update in bestehende Geodaten übernommen werden könnte.

Weil die Services schreibgeschätzt sind müssen sie dazu eine Kopie der WFS-Objekte als lokale Shapedatei abspeichern, die sie anschliessend wie ihre eigenen Daten verändern können.

Wechseln sie auf das Rechteck-Selektionswerkzeug und seleketieren sie die Polygone eines oder einiger Naturschutzobjekte:

Wählen sie mit Rechter Maustaste auf dem Objekt-Layer den Befehl 'Auswahl speichern als...' aus und erstellen sie ein Shape im Geodatenverzeichnis aus den ausgewählten Objekten:




Mit der Checkbox 'Gespeicherte Daten zur Karte hinzufügen' wird der neue Layer direkt erstellt.

Wenn sie die Checkbox vergessen haben, können sie über Vektorlayer hinzufügen das Shape aus dem Geodatenverzeichnis dazuladen. Sie sehen auch, dass durch den Export bereits sämtliche Attribute, entsprechend dem Datenmodell des Geodatenservices, angelegt wurden:

Damit sie im neuen Layer die Symbolisierung nicht wieder von Grund auf selber definieren müssen können sie mit Rechter Maustaste den Stil von den schon symbolisierten Naturschutzobjekten kopieren und für den neuen Layer aus dem eben gespeicherten Shapefile einfügen:

Sie können den vorhanden Felder bei Bedarf auch zusätzliche Felder hinzufügen, etwa um Bemerkungen direkt in den Daten zu speichern.

(Hinweis: Solche zusätzlichen Felder können durch den Kanton nicht ohne weiteres in bestehende Datenbank zurückübernommen werden, da neue Felder zahlreiche Änderungen z.B. in GIS Browser-Projekten, WMS, WFS Geolionbeschreibungen, etc. bedeuten würde!)







Übung 8: (Konstruktion von Puffer in QGIS)

Erstellen sie um ein Naturschutzobjekt eine Pufferlinie von 40m. Diese können sie sowohl zum Visualisieren in der Karte, wie auch als Hilfskonstruktion für die genaue Digitalisierung von Pufferflächen verwenden:


Selektieren sie ein Referenzpolygon, von dem aus sie den Puffer konstruieren wollen und wählen sie im Menu die Pufferfunktion aus:

Definieren sie, dass der Puffer vom selektierten Objekt im entsprechenden Layer mit 40 Meter konstruiert wird. Die Einstellung zu den Segmenten regelt, wie fein aufgelöst die Bogenradien




konstruiert werden. Speichern sie den Puffer als Shape im Geodatenverzeichnis:

Fügen sie den Puffer der Karte hinzu und symbolisieren sie so, dass nur eine gestrichelte Aussenlinie angezeigt wird:




Stellen sie für die Digitalisierung einer Beispielpufferzone die Fangoptionen so ein, dass auf die gerade erstellte Pufferlinie und auf die Ursprungsgeometrie (NSO Werrikerriet) gesnappt wird:

Digitalisieren sie in 'MeineFlaechen' eine korrekt angrenzende Pufferfläche mit genau 40m Breite, speichern sie die Änderungen, aktualisieren sie die geometrischen Attribute, und zeigen sie die Zone auf dem Google Luftbild aus OpenLayers. Stellen sie die Transparenzen der Layer ein und bringen sie zudem eine Anmerkung zur Pufferzone auf der Karte an:




Sie können nun aus der Karte auch ein A4 Layout mit Legende und Massstab erstellen und daraus wiederum ein PDF exportieren:

Sie werden feststellen, dass ich die OpenLayer zum Drucken nicht eignen weil sie nicht korrekt überlagert werden können. Nehmen sie anstelle des Google-Bildes den WMS vom Übersichtsplan, dann wird die Karte korrekt erstellt und exportiert:

Auftragnehmende der FNS können für Aufträge der FNS zudem das Swisstopo-Orthobild via GIS-Zentrum beschaffen. Werden die Orthoboilder aus lokalen jpg-Dateien angefügt funktioneiren die Überlagerungen in jedem Masstab und Koordinatensystem korrekt.




Übung 9: (Flächenveränderungsanalyse aus Vegationakartierungen mit QGIS)

Diese Übung zeigt, wie mit QGIS aus zwei Feuchtgebietskartierungsständen aus einem Geoservice die Veränderung in der Vegetation (oder der Interpretation der Kartierenden? ;-) analysiert werden kann:


WFS-Datenlayer der Vegetationskartierungen laden (Tipp: Filtern sie die Ebenen nach 'Veg')




Selektieren sie die Polygone des Werrikerriet, mit dem Polygon-Selektionswerkzeug:

Speichern sie die Auswahl als lokale Shapedatei:




Filtern sie die lokal gespeicherten Daten auf einen Kartierungsstand (Rechtsklick auf den Layer -> Filtern...):

Speichern sie die gefilterten Daten als eigene Shapedatei (Rechtsklick auf Layer 'Speichern unter...')




Fügen sie die lokale lrm_veg.shp Datei erneut an und filtern sie wie oben nach der zweiten Kartierung ("source" = 'Feuchtgebietskartierung 2008 Werrikerriet'), die sie wiederum als eigene Shapedatei (lrm_veg08) abspeichern:

Verschneiden sie die beiden Kartierungen mit der Funktion Vereinigen (union) und speichern sie das Resultat als Shape 'uni_veg_7677_08.shp':




Zerlegen sie durch den Verschnitt entstandene Multipartpolygone zu Einzelflächen (Geometriewerkzeuge -> Mehr- zu Einteilig) und speichern sie als Shape 'uni_veg_7577_08_sp':

Fügen sie die korrekten Flächenattribute aller neuen Schnittflächen dem Datensatz hinzu (Menu Vektor -> Geometriespalten exportieren/hinzufügen)

Öffnen sie vom Schnittshape die Datei 'uni_veg7677_08_sp.dbf' in ihrem Geodatenverzeichnis direkt in Excel (Sie können die Datei auch schreibgeschützt öffnen):




Definieren sie die die Hauptvegetationseinheit als Zeilenüberschrift (-> Kartierung 1976/77) und Hauptvegetationseinheit 2 als Spaltenüberschrift (->Kartierung 2008). Als Auswertungswert soll die Summe des Feldes AREA ausgewertet werden. Anschliessend lassen sich sowohl Zahlenformat als auch Ausrichtung der Texte in den Spaltenbezeichnungen anpassen um die Tabelle einfacher lesbar zu gestalten:




Noch detaillierter lassen sich die Daten auswerten, wenn neben den Haupteinheiten auch noch die erste Zusatzeinheit (z.B. Komplex- oder Übergangseinheiten) in die Pivottabelle eingebaut wird.




Solche Veränderungen in einer Karte zu zeigen, wird sehr rasch zu einer umfangreichen anspruchsvollen kartografische Arbeit. Laden sie für die beiden Layer vorbereitete Legendenstile aus dem Verzeichnis /Desktop/Legenden/

Auch die vorbereiteten einfachen Legenden sind noch alles andere als gut lesbar.

Wie sie aber für bestimmte Analysen sinnvoll aufbereitet werden könnten hängt einerseits von der jeweiligen Fragestellung ab (Welche Veränderungen interessieren wirklich?) und auch von der vorangegangenen Datenanalysen (Welche Veränderungen sind ausreichend relevant, d.h. so flächenwirksam, dass sie in der Karte gut sichtbar visualisiert werden können?).

Fazit:

Analyse und Darstellung müssen für ein gutes Resultat in einem iterativen Prozess zusammen erarbeiten werden. Biologisches Fachwissen, GIS Analysefähigkeiten und Karografisches Knowhow müssen möglichst direkt zusammenkommen. GIS-Arbeiten können darum schon aus Effizienzgründen nicht beliebig delegiert werden, sobald Geodatengrundlagen (vorhandene oder eigene neu) ein wesentlicher Bestandteil der fachlichen Arbeit und Analysen sind.




Anhang 1 - Links:

Bundesgeodateninfrastruktur (BGDI) Geo.admin.ch

Kartenportal Bund Map.geo.admin.ch

WMS - Dienst Bund Wms.geo.admin.ch

Geodatenverzeichnis Nationale Geodateninfrastruktur

Geocat.ch

Newsfeed http://twitter.com/swiss_geoportal

OpenData Schweiz http://opendata.admin.ch/

Kantonale Geodateninfrastruktur Zürich gis.zh.ch

Kartenportal Kanton Zürich maps.zh.ch

Geodatenverzeichnis Kantonale Geodaten und dienste

geolion.zh.ch

(-> OpenData)

Newsfeed http://twitter.com/GISZentrumZH

Informationen zu Naturschutzdaten und Diensten

Naturschutz.zh.ch

-> Naturschutzdaten -> Geodaten Inkl. Link zu Anleitungsvideos und vorbereiten QGIS Layerdatei!

Newsfeed http://twitter.com/FNSKtZH

Youtube Chanel FNS für Anleitungsvideos http://www.youtube.com/playlist?list= PLW26fgdITEmC_QGlewifria9nd4iWwRbC

Quantum GIS-Downloads http://qgis.org/de/site/

Erweiterungen:

- OpenLayers (Sourcepol) - QGIS-Cloud (Sourcepol)

GeoConverter HSR http://geoconverter.hsr.ch/

Neu (Beta) für WFS Umwandlungen:

http://152.96.80.48

OpenStreetMap (OSM) OpenStreetMap.org

OpenPOI Map Schweiz OpenPOIMap.ch

http://www.youtube.com/playlist?list=PLW26fgdITEmC_QGlewifria9nd4iWwRbC

http://www.youtube.com/playlist?list=PLW26fgdITEmC_QGlewifria9nd4iWwRbC

http://geoconverter.hsr.ch/




Anhang 2 - GIS Weiterbildungen HSR

Aktuelle Anlässe http://giswiki.hsr.ch/GISpunkt_HSR:Aktuelle_Ereignisse

Scripts aus Aus- und Weiterbildung: GISpunkt

gis.hsr.ch...

Newsfeed: GIS HSR http://twitter.com/gispunkt

15. Jan. QGIS Einführung http://giswiki.hsr.ch/Kurs_QGIS_I

22. Jan. PostGIS http://giswiki.hsr.ch/Kurs_PostGIS_I

Okt 5. 2014: CAS 'GIS in der Planung' http://www.hsr.ch/GIS-in-der-Planung.2108.0.html

http://giswiki.hsr.ch/GISpunkt_HSR:Aktuelle_Ereignisse

http://giswiki.hsr.ch/Kurs_QGIS_I

http://giswiki.hsr.ch/Kurs_PostGIS_I

http://www.hsr.ch/GIS-in-der-Planung.2108.0.html

Documents

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